Пособие для самостоятельного обучения решению задач по физике в вузе - Мелёшина А.М.
Скачать (прямая ссылка):
5. Выражение для работы при адиабатическом процессе вычисляется сложно
(101).
10 Заказ 259 143
Задача 15. Некоторое количество кислорода занимает объем Vi = 3 л при
температуре ti = 27°C и давлении pi = =8,2-105 Н/м2. В изменившемся
состоянии кислород имеет параметры: V2=4,5 л, р2 = 6-105 Н/м2. Найти
теплоту AQ, полученную газом, если переход из состояния 1 в состояние 2
осуществляется: а) по изобаре-изохоре, б) по изохоре-
изобаре.
1. Не понимаю смысла задания двух разных путей а и б (11).
2. Не знаю, как найти AU (73).
3. Не могу определить значение Qa (38).
4. Значение Qь не получилось (133).
Задача 16. 160 г кислорода нагревают от 50 до 60° двумя путями: а) при
постоянном объеме, б) при постоянном давлении. Выполните следующие
задания: 1) оцените качественно (не проводя вычислений), при каком
процессе поглотится больше тепла; 2) определите изменение внутренней
энергии Д11; 3) найдите численные значения поглощенного тепла Qv и Qp.
1. Не могу выполнить задание 1 (12).
2. Значение Q,, иное, чем в ответе (39).
3. Значение Qp получилось неправильным (134).
Задача 17. 1 кмоль двухатомного газа находится в нормальных условиях.
Затем газ 'начинает расширяться, причем равновесный процесс расширения
может идти двумя путями: а) изобарически, б) изотермически. В конечном
состоянии объем газа увеличился в 5 раз. Выполните следующие задания: 1)
качественно оцените, при каком из двух процессов работа по расширению
газа больше; 2) определите, как изменится внутренняя энергия газа при
изобарическом процессе; 3) найдите, какое количество тепла подведено к
системе при изобарическом процессе.
1. Не могу провести без расчета сравнение, требуемое в первом задании
(13).
2. В задаче не заданы параметры. Как ее решать? (65).
3. Значение AU иное, чем в ответе (31).
4. Значение Q не получилось (119).
Задача 18. 1 кмоль идеального газа из состояния с параметрами V1, Ti
расширяется по изотерме до объема V2, затем по адиабате до температуры
Т2. Потом газ сжимается сначала по изотерме, потом по адиабате до
первоначального состояния (точка 1 на рис. 65). Какая работа совершается
при окончании цикла?
146
1. Идея решения неясна (14).
2. Не могу выбрать формулы для работы (40).
3. Неясно, как найти Q2 (120).
Задача 19. 1 кмоль газа изобарически нагревается от 17 до 75°С. При этом
газ поглощает 1,2 МДж тепла. Найти: а) значение Ср/С"; б) приращение
внутренней энергии AU; в) работу газа А.
1. Не знаю, как искать Cp/Cv (15).
2. Не понимаю, как без Cv определить AU (91).
3. Выражение для А не получается (122).
Контрольные задачи
К2.1. Азот массой гп=5 кг, нагретый на АТ=150К, сохранил неизменным объем
V. Найти теплоту AQ, сообщенную газу, изменение внутренней энергии AU и
совершенную газом работу А.
К2.2. Газ, занимавший объем V=12 л под давлением р== 100 кПа, был
изобарически нагрет от Т=300 К до Т= = 400 К. Определить работу
расширения газа.
К2.3. Сколько теплоты выделится, если азот массой т=1 г, взятый при
температуре Т=280К под давлением pi = 0,l МПа, изотермически сжат до
давления рг=1 МПа?
К2.4. Кислород массой ш = 2 кг занимает объем Vi = = 1 м3 и находится под
давлением рг=2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до
объема V2=3 м3, а затем при постоянном объеме - до давления р3=0,5 МПа.
Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную им работу А и
теплоту Q, переданную газу.
К2.5. Расширясь, водород совершил работу А = 6 кДж. Сколько теплоты Q
было подведено к газу, если газ расширялся: а) изобарически, б)
изотермически?
10*
147
К.2.6. Воздух, занимавший объем Vi = 10 л при давлении р, = 100 кПа, был
адиабатически сжат до объема V2= = 1 л Под каким давлением р2 находится
воздух после сжатия?
К2.7. Молекулярная масса газа Мг=44, отношение Ср/С"=1,33 Вычислить по
этим данным удельные теплоемкости Ср и Сс.
3. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
3.1. Если внутренние параметры системы находятся в соответствии с
внешними параметрами и изменяются достаточно медленно, так что это
соответствие сохраняется во время процесса, процесс равновесен и обратим.
Поэтому в зависимости от изменения ВП он идет в том или ином направлении
и параметры системы подчиняются уравнению состояния При быстром изменении
ВП соответствие между параметрами системы и ВП нарушается и процесс
оказывается неравновесным Как будет протекать такой процесс?
Допустим, что мы быстро изменим ВП и затем их зафиксируем. Тогда
внутренние параметры (параметры системы) будут продолжать изменяться до
тех пор, пока не придут в соответствие с ВП. Стремление системы к
состоянию термодинамического равновесия и определяет направление
процесса. Например, если температура ВС выше температуры системы, система
начинает нагреваться, и ее нагревание происходит до тех пор, пока
температуры системы и ВС сравняются. Подобное направление процесса есть
проявление так называемого второго начала термодинамики (ВНТ). Типы
процессов, в которых проявляется ВНТ, различны, соответственно можно дать
